Формовка поликарбоната
В последнее время на рынке появляется все больше изделий из поликарбоната — твердый полимерный бесцветный пластик, состоящий из гранул, крепко сцепленных друг с другом. Популярность этого материала связана с уникальными свойствами: гибкостью, небольшим весом, ударопрочностью, прозрачностью и т.д.
Самый распространенный способ обработки поликарбоната — это формование. Таким образом, производятся стулья разнообразных форм, небьющаяся посуда, корпусы бытовой техники, покрытия мобильных телефонов, оптика для автомобилей, прочее.
Формование поликарбоната — это процесс придания твердому пластиковому листу разнообразной формы различными технологическими способами. Важный момент технологии производства из поликарбоната — это непрекословное соблюдение в формовочной зоне температуры 150 градусов по Цельсию. Нарушение этого правила может привести к уменьшению связи между гранулами пластика, что приведет к снижению физической и химической прочности формуемого изделия.
Формовка поликарбоната делится на следующие виды:
- термическая формовка;
- термическая формовка с защитной упаковочной пленкой;
- вакуумная формовка;
- формовка под давлением;
- холодное формование.
Остановимся на каждом виде более детально.
Термическая формовка
Термоформование материала
Термическая формовка начинается с процесса сушки. Зеркальные листы пластика нагреваются до температуры 120 градусов по Цельсию, а отражающие до температуры 110 градусов. Далее поликарбонат накаляют до температуры 180 градусов, далее путем вытяжки и сгибания из него формируют изделия по шаблону. Для проверки степень сухости листа пластика из печи достается небольшой кусок, доведенный до температуры 180 градусов и если в течение 10 минут на нем не появились пузырьки, то процесс сушки завершен.
Термическая формовка с защитной упаковочной пленкой
Термоформование поликарбоната с упаковочной пленкой довольно распространено в производстве. Это связано с тем, что пластиковые листы выпускаются с защитной пленкой, которая способна выдерживать значительное термическое воздействие. Если изделие не требует значительных изгибов и продолжительного процесса сушки, то пленочное покрытие не снимается.
На заметку: При производстве изделий с высокими оптическими характеристиками, требуется длительное термическое воздействие, при котором пленка может оставить заметные следы, поэтому ее удаляют.
Вакуумная формовка
Вакуумная формовка поликарбоната выполняется на специальных вакуумных аппаратах. Такой способ позволяет производить изделия достаточно детальные формы. Процесс вакуумной формовки состоит из следующих этапов:
- Фиксация. Пластиковая заготовка помещается в зажимную раму вакуумного станка.
- Нагрев. Поликарбонат равномерно прогревается по всей поверхности и толщине. Для этого используются керамические и кварцевые нагреватели. Если листы достаточно толстые, то для одинакового проникновения тепла применяются двойные нагреватели. Более дорогие вакуумные станки позволяют контролировать температуру с помощью компьютерных программ.
- Контроль положения листа. Обычно это производится благодаря фотоэлектрическому датчику, который при провисании листа включает подачу воздуха и останавливает данный процесс.
- Предварительный раздув листа. При достижении поликарбонатом пластичного состояния, для придания равномерной толщины будущего изделия, его растягивают.
- Откачка воздуха. После предварительного растягивания листу придается форма путем создания вакуума. В более мощных станках вакуумный насос позволяет проводить двухступенчатую откачку воздуха, ускоряя тем самым формование поликарбоната.
- Вдавливание. Пресс под воздействием гидро- или пневмо-цилиндра вдавливает пластиковый лист в матрицу.
- Охлаждение. Перед извлечением изделия из матрицы нужно дождаться его охлаждения. Ускорить данный процесс позволяют вентиляторы с туманообразующими форсунками.
- Обрезка. Извлеченные изделия отправляется на обрезку излишков материала. Далее на нем делаются необходимые отверстия, прорези и другие элементы постобработки.
Формовка под давлением
Формовка поликарбоната выполняется без процесса сушки монолитного листа. Метод оптимален при неглубокой вытяжке и производстве несложных изделий.
Формование с изгибом по линии нагрева
Формование с изгибом
Благодаря нагреву только линии сгиба, предварительная сушка не применяется. В процессе производства важно соблюдение оптимальной температуры (не менее 150 градусов по Цельсию) на линии сгиба листа. Для этого используются электрические нагреватели, которые располагаются над рабочей плоскостью с обеих сторон. Если в момент сгиба температура упадет ниже минимально допустимой температуры, то изделие утратит свою прочность.
Холодное формование
Формовка поликарбоната выполняется с использованием стальных вальцов, которые проходят по всей длине заготовки. Максимальный угол сгиба напрямую зависит от толщины материала. В процессе холодного формования имеется ряд нюансов:
- при сгибании в листе возникает внутреннее напряжение, которое снижается благодаря отжигу;
- полотна обладают релаксирующими свойствами, поэтому их сгибают на 25% больше от необходимо угла.
Поликарбонат является прекрасным материалом для изготовления изделий с повышенной прозрачностью и прочностью. При этом процесс производства ставит перед формовщиками довольно сложную задачу — остаточное напряжение, которое возникает при неоптимальном температурном режиме. Решить данную проблему можно путем использования более современного оборудования и увеличения времени производственного цикла. Это в свою очередь требует финансовых затрат и влияет на себестоимость. Но в конечном итоге, даже при идеальном процессе формовки могут наблюдаться остаточные стрессы на этапе снятия, что влияет на качество окончательной конструкции. Поэтому формовка поликарбоната должно завершаться тестированием изделия.
Учитывая нюансы технологического процесса, формовка — это лучший способ изготовить тонкостенные и бесшовные изделия со сложными контурами.
